Технолог ракетно-космического машиностроения
–0,4
рейтинг
17 октября 2013 в 18:06

Повесть о настоящем PRINTRBOT'е (Часть 2: Сборка и испытание) tutorial

Продолжаем разговор. (С)
image

Уважаемый Читатель, после недолгого перерыва мы продолжаем собирать наш чудный 3D-принтер, точнее готовимся к сборе путем поглощения бесценного опыта первопроходцев.
Из первой части мы уже знаем особенности заокеанской фанеры, нарезанной на лазерном станке, и имеем представление о «бутербродах» из нее.
Поговорили о ПВА, масле, шестеренках и о Музе Исааковне, и о том, как они нужны друг другу.

Далее еще немного поговорим про фанеру и перейдем к винтикам.

Прошу к столу, вскипело. (С)

Часть 2 (продолжение)


Сборка и испытание разгонных блоков тяжелых ракет носителей

И еще немного про фанеру

Любые мысли о дополнительной шлифовке фанеры категорически отбросьте всуе. Заморская фанера от рождения имеет очень гладкую поверхность, во всяком случае такого класса готовый аналог в продаже мне не попался. Однако сама древесина имеет весьма нежную и специфическую структуру. Достаточно провести по гладкой фанере даже обычной тряпочкой из микрофибры, чтобы смахнуть пыль, например, или протереть, как поверхность преображается и вздыбливается миллионами ворсинок, которые никаким образом уже не уложить. Полировка нулевой шкуркой не помогает, скорее наоборот. При этом ни гладкая ни «пушистая» поверхности заноз на руках не оставляют, что категорически и бесповоротно рвет мирный договор с отечественными древорубами.

Про винтики

О-о-о… это отдельная тема.

Когда я начал скручивать первые две детали основания принтера, Муза Исааковна, стоя рядом, трепетно замерла. Оборот… второй… третий… натяг… вуаля! Гайка идеально встала в прорезь, детали стояли в пазах друг друга и винт, идеально попав в гайку, крепко прижал ее к телу на всю глубину, слегка выйдя с другой стороны. Заплескав в ладоши Муза Исааковна подпрыгнула на носочках, — Браво! — и заметно постройнев прибавила в бюсте.

Это был лучший бюст за все время работы… Далее он менял размеры и форму, от Белого Налива до Ушей Спаниеля и обратно, но никогда уже не был таким, каким он предстал в этот момент.

С каждой следующей деталью конструкция крепла и вместе с тем крепло нежелание деталей соединяться друг с другом. Сначала это выражалось в увеличенных зазорах, которые для профилактики прогиба фанеры при затяжке винта рекомендую обильно заполнять клеем в районе самого винта.

Потом стали попадаться откровенно дефектные детали, как например маленькая планка с правой стороны основания, под осью.
В данном случае исправить уже ничего было нельзя, поскольку отверстие под винт просто не совпадало с прорезью для гайки, И гайка не проворачивалась лишь на честном слове.
1

2

3


Ремарочка

Независимо от того, какой именно блок питания вы будете использовать, стандартный от ноутбука, или АТХ в случае установки апгрейда горячего стола, установите гнездо для адаптера питания в основание принтера.
1

2

АТХ питание идет сразу по двум парам кабелей и напрямую к плате, что не очень удобно и эстетично. Но если у вас окажется иной блок питания необходимой мощности с соответствующим разъемом, вы сможете элегантно воткнуться им в гнездо.

Феерией явился первый бутерброд

К этому моменту Муза Исааковна томно смотрела взглядом бальзаковского возраста, вызывая уважение но не вызывая ответного чувства.

На далекой-далекой земле, решили однажды носители высоких технологий скручивать между собой детали одним винтом и без гайки.
И благО было их начинание, ибо на гайках сэкономленных да на времени сборки можно было поднять миллионы.
И все было бы хорошо, если бы та резьба в деталях нарезалась лишь в последней, чтобы все остальные были подвижны и за резьбу не цеплялись, позволяя сжать себя покрепче. Но то ли создатели забыли о существовании болта со специально для таких случаев нарезанной резьбой не под шляпку, то ли промежуточные детали надо было непременно позиционировать и опять же без дополнительных гаек, в общем наш болт вкручивался плотно и во все детали и, разумеется, ни коем образом между собой их уже не сжимал.
image
Правильный болт для бутербродов

Мораль

Перед тем как собирать подобные бутерброды, запаситесь струбциной, которой предварительно крепко сжимайте заготовку. А уже потом вкручивайте винты.

Обратите также внимание, что подшипники касаются фанеры не по плоскости, а по линии, по ребру посадочных мест. Рекомендуется обильно залить грани подшипников ПВА, не внутрь! Это дополнительно зафиксирует подшипник (на подшипнике есть канавки, в которые попадет клей), увеличит площадь контакта и предохранит тонкую грань фанеры от промятий под нагрузкой и сколов в процессе эксплуатации.
1

2


Запрещенный прием (С)

Действительно серьезным ударом по либидо оказался монтаж апгрейда горячего стола (Heated Bed Upgrade).
В строгом соответствии с руководством по сборке нагревательный элемент предлагалось прикрутить к фанерному основанию 8-ми миллиметровыми винтами с гайками, при условии, что толщина фанеры была 6 мм, а толщина нагревателя 2 мм.

В этот момент Муза Исааковна, тяжело опираясь на костыли, попыталась выйти из комнаты, но под пристальным взглядом Зигмунда Яковлевича вернулась на место и больно наступила на достоинство автора.

Не будем приводить монолог Зигмунда Яковлевича, в котором он доступно объяснял причины, побудившие заокеанских конструкторов прийти к столь нетрадиционному решению.
Вместо этого выразим благодарность Музе Исааковне, которая создавая избыточное давление на достоинство автора сподвигла его на кардинальное решение.
Решение заключилость в запрессовке гаек в фанеру, посредством проскогубицев с парой шайб с каждой стороны для предохранения фанеры и некоторой сноровки.
1

2

3


Муза Исааковна привстала.

Да здравствует то, благодаря чему мы – несмотря ни на что! (С)

Про подшипники

А про подшипники в общем то только одно — категорически не собирать их так, как указано в основной инструкции. Чтобы избежать нарушения соосности подшипники следует сначала надевать на оси, затем укладывать в посадочные места вместе с осями и только в таком виде затягивать бутерброд. Иначе, после установки подшипников по отдельности, установка оси будет происходить с трудом. Подшипники будут немного менять свое положение посадки, ломая склейку и грани фанеры, и в некоторых случаях торец оси при прохождении будет выбивать из подшипника мелкие шарики, которые скользят продольно внутри замкнутой петли в корпусе линейного подшипника.
image
Шарики, если их не потерять, потом можно вставить обратно, вынув ось и сильно вдавив оные тонкой отверткой в пластиковый желобок внутренней втулки, но это дело это довольно трудоемко и не с первого раза.

После сборки всего принтера все подшипники и винтовую ось Z с гайкой рекомендуется дополнительно смазать WD-шкой, предварительно удалив с осей пыль и грязь. И задать принтеру простенькую программу, чтобы он погонял несколько раз туда-обратно все оси и размазал смазку.
Последовательность G-code'a для рабочего объема 130х110х85 мм, а именно такой объем у вас остается после установки на Printrbot Jr Heated Bed Upgrade, может быть такой:
G28
G21
G91
G1 X5 Y5 F4000
G1 Z5 F2000
G1 X125 Y105 F4000
G1 Z80 F2000
G1 X-125 Y-105 F4000
G1 Z-80 F2000
G1 X125 Y105 F4000
G1 X-125 Y-105 F4000
G1 X125 Y105 F4000
G1 X-125 Y-105 F4000
G28

Дополнительно о G-code для RepRap можно посмотреть здесь.

Узел, который сейчас был рассмотрен, является блоком подшипников для осей YZ и силовой гайкой оси Z.
У этого узла есть свои три нюанса.
Первый звонок

Концевой выключатель оси Y по инструкции крепится на стяжечку (как и два остальных). По хорошему, стяжечку следует заменить на два винтика, с гаечками. Но если подходящих винтиков нет, не забудьте посадить все выключатели на клей и тщательно пролить отверстия со стяжкой ПВА. Без этого выключатели будут подвижны как бы вы не затягивали хомут.


Второй звонок

В нижней части узла есть оригинальное техническое решение для установки пальца (он же длинный винт с двумя контр-гайками) для нажатия на концевой выключатель оси Z, установленный внутри основания принтера. Такая некая фанерная пластинка, которая по задумке должна пропихиваться в специальные прорези перпендикулярно основному корпусу узла. Разумеется пластинка много толще, чем прорези. И даже если вы обработаете и немного расширите прорези надфилем (причем вы сможете расширить только одну первую прорезь, ко второй надфиль уже с нужным углом не пройдет, если узел в сборе), пластинка все равно не влезет. Только плоскогубцами и только сломав в последний момент пластинку в самом тонком месте на диаметре большого отверстия вы сможете установить ее более-менее правильно, но с некоторым перекосом относительно горизонта, поскольку губки плоскогубец не параллельны.
1

2

3

4


Если все это произошло именно так, тщательно обмажьте клеем пластину со всех сторон, залейте клей во все щели, особенно там, где пластинка треснула, поскольку вытащить пластинку обратно после запрессовки уже невозможно ни коем образом. К счастью пластинка практически не испытывает силовых нагрузок в процессе эксплуатации, так что клей снаружи ей вполне поможет и текущая многодневная эксплуатация это подтверждает.

Кстати

Всего этого возможно было бы избежать, если бы внимательно прочесть на данном этапе сборки инструкцию, где черным по белому было бы написано: «Поскольку данная деталь толще, чем прорези, уменьшите толщину детали на шкурке. Это сделает установку детали легче.»
Но поскольку вы не могли предположить, что прорези на лазерном станке можно заведомо делать уже, чем деталь, которая должна в них вставляться — вы этого не прочли. Поэтому не жалейте клея.


Третий звонок

Занавес поднимается.
Из глубины сумеречной сцены на свет центрального круга медленно выходит голый старик. Он двигается крайне медленно и пока он окончательно выходит на свет проходит не меньше десяти минут. Старик абсолютно гол, волосы и борода растрепаны и не свежи.
Он останавливается на середине сцены и медленно обводит злым и острым взглядом безмолвствующую публику. Зал полон.
Внезапно старик начинает визжать и прыгать и скакать по сцене с невероятными ужимками и гримасами ребенка. Шоковое действо длится не более минуты. Потом старик так же внезапно прекращает кривляться и замирает по стойке смирно в освещенном круге. Поворачивается к публике спиной и так же медленно как пришел уходит в темноту.
Занавес.
Пауза, тухлые помидоры, недовольные крики.

Моторы принтера весят грамм про 250 каждый, не скажу точно, но четыре мотора весят на глаз чуть более килограмма.
Два из четырех моторов находятся в пространстве в движении, это мотор оси Y и мотор экструдера.
Все это хозяйство вместе с горячим концом, стальными осями и подшипниками удерживается на весу и передвигается по оси Z одной единственно гайкой, которая в свою очередь накручена на винтовую ось, соединенную с мотором оси Z.
Гайка имеет вполне гостированный на свой дюймовый лад типоразмер и…
И совершенно не соответствует нагрузкам и точности передвижения, которые на нее возлагаются.
Чтобы было понятно, любая гайка, и наша в том числе, движется по резьбе с некоторым минимальным люфтом (если находится в свободном движении и ничем не ограничена в свободах). Люфт есть как осевой так и продольный, вдоль оси винта. Так вот если этот люфт сопоставим с толщиной печатываемого слоя, а в нашем случае автор работает со слоем 0.2 мм (о разрешении печати, слоях, толщинах, качестве и соплах мы поговорим отдельно), то как только гайка будет натыкаться на несовершенство резьбы на оси Z, так сразу вы будете это ощущать на качестве положенного слоя. А натыкаться на дефекты гайка обязательно будет, поскольку идеальных резьб не бывает и ход по оси Z достаточно велик, 85 мм в нашем случае с ПБ Jr. Со временем резьба будет прирабатываться к гайке и количество дефектов уменьшится, но все они все равно не уйдут и по началу будут особенно заметны. Либо стой в этом месте будет отслаиваться на готовой детали при малейшем нажатии, либо вы увидите в процессе печати как сопло зарывается в расплавленный пластик предыдущего слоя.
Таким образом, крайне рекомендую заменить стандартную плоскую гайку на длинную. Это поможет «отфильтровать» мелкие дефекты резьбы оси и минимизирует влияние дефектов резьбы на качество печати в принципе.
image
Если же вам не суждено найти длинную гайку с нужной дюймовой резьбой, что и произошло с автором, то препадите к бюсту Музы Исааковны и используйте штатную гайку.

Нюанс

Установка гайки по началу и из инструкции по сборке непонятна, на деле совершенно примитивна и по факту не выдерживает никакой критики. Гайка входит двумя углами из шести в специальные прорези на подшипном узле, рассмотренном выше.
И все.
Это кажется непонятным по началу, а по факту разбора полетов напрочь дискредитирует Музу Исааковну и вызывает гомерический смех Зигмунда Яковлевича. Но не ссорьтесь с ними, они вам еще пригодятся, оба.

Кстати
В качестве наглядного примера одновременной нетривиальности и элементарности проблемы живое видео несчастного первопроходца.

Понимаю. Скорблю.

В заключение несколько наглядных фото, где и как именно должна стоять наша пресловутая гайка:
1 Вид снизу

2 Вид спереди

3 Вид сзади

4 Вид сверху


И не забудьте клея.

Перерыв

Друзья мои!
Не смогла я, не смогла… (С)
закончить все во второй части. Но есть еще порох в пороховницах и ягоды в ягодицах о которых я поведаю в третьей части, и перейдем наконец к калибровке.
@Sterpa
карма
37,1
рейтинг –0,4
Технолог ракетно-космического машиностроения
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (18)

  • +3
    Однажды мне вштырило сделать модификацию «летающего крыла», модели из пенопласта. Я ее заказал из Чехии (если память не изменяет), и вот когда она пришла, обнаружилось, что отсек для аккумуляторов и электроники, вырезанный из тонкой фанеры лазером, повело.

    В общем после этого меня вштырило построить ЧПУшный фрезер. Итераций при проектировании было две, и в общей сложности от вштыривания до реальной работы станка, прошло 9 месяцев.

    Так вот глядя на вот этот кит, и на то, что получилось у меня, я сейчас осознал, какой качественный, производительный, точный и надежный станок я соорудил. По деньгам у меня вышло где-то 2.5 тысячи евро на круг при том, что можно было купить готовый похожего уровня (но не размера X-Y, у меня около формата A2, а у имевшихся на тот момент на рынке — меньше А4) где-то за тысячу с небольшим.

    «Винт-гайка» со стандартной конической резьбой в качестве линейного привода — это, конечно, жесть наиполнейшая. Впрочем как и самодельные муфты между шаговым двигателем и винтом…

    Я был лучшего мнения об этом наборе, спасибо большое за статью, вы спасли мне денег — теперь точно не буду этот принтер покупать.
    • +1
      Не судите пока так строго. При все своей нелепости в некоторых местах эта конструкция оказалась на редкость работоспособной. В конце я покажу примеры работ, сами убедитесь.
      • +1
        Очень надеюсь, но смотрите,
        1. Винт-гайка метров через 10 пробега начнет сильно люфтить. Причем люфтить начнет любая винт-гайка, даже разрезная с компенсатором, но там хоть трение меньше.
        2. Фанера будет играть от… от чего угодно. От влажности, от температуры.
        3. Крепления фанерок друг к другу будут ослабевать, поскольку дерево будет со временем потихоньку деформироваться. Почему не применить шип-паз на эпоксидку — не понимаю. Тут, кстати, и коничность разреза сыграла бы на руку.
        4. Нормальная муфта у барыг стоит 300 рублей, у китайцев — два доллара. Ну зачем, зачем надо было использовать эту странную конструкцию??
        5. Сама по себе «архитектура» буквой «Г» — порочна. Нагрузка не большая, но ее вполне достаточно для того, чтобы ось… ээ… Y двигалась не по прямой, а по дуге.
        И т.д. и т.п.

        Станок, наверное, своих денег стоит, но по-моему, какое-то гаражное творчество…
        Если результаты удовлетворительные, то хорошо, буду очень рад, а так — я больше к металлу (желательно — чугуну ;) ) расположен.
        • 0
          Чугуний, эт наше все)) Ободрям.

          Теперь по пунктам.
          1. Абсолютно справедливо. Но здесь только вертикальная нагрузка и только в одном направлении, в вертикальном. Пара винт-гайка будут изнашиваться, но люфта как такового не будет, ему просто неоткуда взяться в отсутствии знакопеременных нагрузок.
          Тем больше пара притирается, тем больше плавность хода. Уже замечаю по своему, как раз, думаю, метров 5 пробежал уже и дефектов при переходе от слоя к слою стало меньше.
          2. Абсолютно верно. Но если ее предварительно покрыть пропиткой для дерева, этот эффект можно значительно уменьшить, возможно на весь срок службы принтера. Ну, а если сверку полиуритановым лаком покрыть (обычным аэрозолем), то и подавно.
          3. Здесь как раз и есть соединение шип-паз, по паре на каждый винт-гайку. Я дополнительно проклеил все грани ПВА для дополнительной жесткости и долговечности.
          4. С одной стороны да, с другой стороны там нагрузка при вращении оси никакая. А такая-ручная конструкция греет) за нее, кстати, удобно крутить ось вручную, когда принтер выключен.
          5. Это отдельная интересная тема из калибровки, как раз расскажу потом, почему в итоге хоть по дуге, хоть по волне, главное, чтобы всегда по одной и той же функции.

          Именно творчество, и чертовски красивое деревянное творчество. Через пару дней выложу продолжение и, надеюсь, окончание. Вот здесь есть эталонные лягушки и панель с миниатюрными элементами. Большинство коробочных принтеров до 60 000 р. такого повторить не смогут. А этот «паровозик» смог.
          У меня сопло 0.35, но моя лягушка уже сейчас очень даже ничего выходит, хотя потенциал по настройке еще есть.
    • 0
      А вы не могли бы описать/рассказать про свой станок? Например: что вы использовали в качестве линейного привода? Как изготовливали/собирали детали? Очень интересен чужой опыт, тем более в деле станкостроения :)
      • +1
        Охххх… Это было аж в 2009 году.
        Пакет чертежей для SW у меня остался, но вот фоточек я не делал. Хотя можно его обфоткать как он есть сейчас.
        Если интересно, могу короткую заметку наваять.
        • +1
          Очень интересно!
        • +1
          Это было бы очень интересно! И, скорее всего, не только мне :)
  • +2
    При работе с фанерой:
    Синяя изолента = клей ПВА.
    • +1
      В данном случае не так. Я пользовался мебельным клеем ПВА. Затвердевая он превращается в абсолютно твердую субстанцию, раскалывающуюся под сильной нагрузкой, как пластик. При смешении с маслом становится еще тверже, но более хрупким. Именно это и придало конструкции дополнительную жесткость.
      Клей ПВА Момент, например, для этой цели не подошел, т.к. засыхая становится сильно вязким, но не застывает до конца.
      Изолентой здесь никак не обойтись.
      • 0
        Я про то, что ПВА — аналог изоленты при работе с фанерой
  • 0
    К слову, чтобы убрать люфты в убогой гайке, можно расклинить её второй гайкой на пружине. Только придётся придумать какой-нибудь колхоз, чтобы вторая гайка не вращалась. Усилие, на котором люфты отсутствуют, ограничено силой сжатия пружины. Минус — значительно возрастёт усилие на шаговике, тянущем шпильку.

    Ещё хотел спросить — а почему для вклейки металлических элементов не применялась эпоксидка? Она и держит лучше, и дополнительную площадь создаёт при застывании.
    • 0
      Исключительно по соображениям необходимых и достаточных условий. Все оси вставляются в отверстия в дикий натяг, забиваются киянкой. Мне фактически нужно было просто обезопасить края отверстия от дальнейших сколов и развальцовки, для этого нет необходимости применять эпоксидку. Кроме того, эпоксидка не ложится на смазку, а ПВА хорошо прилипает к ней. Эпоксидка не впитывается в дерево, ПВА наоборот.

      Люфт, возникающий из за дефектов на резьбе оси, расклиниванием не убрать, либо удлинять гайку, либо прирабатывать.
  • 0
    И кто-то еще шутит про советскую продукцию, требующую напильника.
    Скажите, а в чем приемущество этого принтера при таких сложностях, цена? Какой срок службы у него, как думаете?
    И не проще ли пофиксить чертежи и заказать резку и нормальную фурнитуру в России?
  • 0
    По мне так набор не стоит ни своих денег, ни времени на него потраченного.
    Мне приглянулся вот этот, посмотрим, что в итоге приедет.
    image
    По цене то же самое, а судя по описанию на порядок качественнее.

    Да и эстетики в фанере я, честно говоря, особо не наблюдаю, уж лучше строгие металлоконструкции…
  • 0
    А когда допишете последнюю часть)?
    • 0
      В процессе, на этой неделе выложу.
  • 0
    Торгану своей поделкой. Славный китаец, аналог Makerbot, тоже из фанеры, но сборка и монтаж не доставили столько хлопот. Сейчас хочу попробовать вырезать корпус из оргстекла.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.